Das Apelin ist ein Peptid, das 1998 vom Team von Professor M. Fujino entdeckt wurde. Es aktiviert einen Rezeptor, der an G-Proteine gekoppelt ist, die aus sieben Transmembrandomänen bestehen und auf der Oberfläche bestimmter Zellen exprimiert werden.
Das Apelin-Gen codiert ein Präproprotein mit 77 Aminosäuren, das im aminoterminalen Teil ein Signalpeptid enthält . Nach Adressierung im endoplasmatischen Retikulum und Spaltung dieses Signalpeptids kann das Proprotein von 55 Aminosäuren verschiedene aktive Fragmente erzeugen: ein Peptid mit 36 Aminosäuren entsprechend der Sequenz 42-77 (Apelin 36), ein Peptid mit 17 Aminosäuren entsprechend mit der Sequenz 61-77 (Apelin 17) und einem Peptid von 13 Aminosäuren entsprechend der Sequenz 65-77 (Apelin 13). Das letztere Fragment könnte auch eine Pyroglutamylierung auf der Ebene des aminoterminalen Glutamins eingehen. Es ist anzumerken, dass eine kürzlich durchgeführte Studie das Vorhandensein und / oder die Konzentration dieser Peptide im menschlichen Plasma in Frage stellt. Andererseits wurden 46 verschiedene Apelinpeptide, die von Apelin 55 (Proapelin) bis Apelin 12 reichen und Peptide mit verkürzten C-Termini umfassen, in Kolostrum und Rindermilch identifiziert.
Die Lokalisierung der Expression seines Rezeptors ist daher mit den verschiedenen physiologischen Wirkungen von Apelin im Organismus verbunden.
Die vaskuläre Expression des Rezeptors ist an der Regulierung des Blutdrucks beteiligt und seine Aktivierung fördert die Bildung von Blutgefäßen ( Angiogenese ).
Die blutdrucksenkende Wirkung von Apelin resultiert aus der Aktivierung des Rezeptors, der auf der Oberfläche von Endothelzellen exprimiert wird . Diese Aktivierung führt zur Produktion von NO, einem potenten Vasodilatator, der eine Entspannung der glatten Muskelzellen in den Wänden der Arterien bewirkt. Studien an Mäusen, die auf der Ebene des Gens, das den Apelinrezeptor codiert, ungültig sind, haben die Existenz eines Gleichgewichts zwischen dem Signalweg von Angiotensin II, der den Blutdruck erhöht, und dem von Apelin, der den Blutdruck senkt, arteriell nahegelegt.
Die angiogene Aktivität ist die Folge der Auswirkungen von Apelin auf die Proliferation und Migration von Endothelzellen. Apelin aktiviert intrazelluläre Transduktionskaskaden (Phosphorylierung von ERKs, Akt und p70S6kinase), die zur Proliferation von Endothelzellen und zur Bildung neuer Blutgefäße führen. Interessanterweise führt die Ungültigmachung des Apelin-Gens zu einer Verzögerung der Entwicklung des Netzhautgefäßnetzwerks.
Der Apelinrezeptor wird bereits früh in der embryonalen Bildung des Herzens exprimiert und steuert dort die Migration von zellulären Vorläufern, die zu kontraktilen Zellen, Kardiomyozyten, führen . Seine Expression ist auch in den Kardiomyozyten des erwachsenen Herzens vorhanden, und die Aktivierung des Rezeptors ist der Ursprung der starken Wirkung von Apelin auf die Kontraktionskraft des Herzens. Die Ungültigmachung des Apelin-Gens führt bei älteren Mäusen zu einer fortschreitenden Veränderung der Herzkontraktilität .
Der Rezeptor wird auch in Neuronen in bestimmten Regionen des Gehirns exprimiert, die an der Aufnahme von Nahrung und Wasser beteiligt sind. Die Injektion von Apelin induziert eine Erhöhung der Wasseraufnahme und andererseits verringert das Apelin die Sekretion auf der Ebene des Hypothalamus eines Antidiuretikums , Vasopressin . Diese harntreibende Wirkung von Apelin, die mit seiner blutdrucksenkenden Wirkung verbunden ist, ist weltweit an der homöostatischen Regulation von Körperflüssigkeiten beteiligt. Apelin wird auch in Bereichen nachgewiesen, die den Appetit kontrollieren, aber die Auswirkungen von Apelin auf die Nahrungsaufnahme führen zu widersprüchlichen Ergebnissen.
In Bezug auf die Regulation der Glykämie hingegen übt das auf Hypothalamus-Ebene vorhandene Apelin abhängig von der Dosis und der Stoffwechselsituation Auswirkungen auf die Kohlenhydrathomöostase aus. Eine von Duparc et al. Durchgeführte wissenschaftliche Studie ermöglichte es daher, bei Mäusen zu zeigen, dass moderate Apelinspiegel im Hypothalamus zur korrekten Regulierung des Blutzuckers beitrugen , während das Vorhandensein eines zu hohen Apelinspiegels am Apelin Das gleiche Niveau reichte aus, um mehrere Merkmale von Typ-II-Diabetes auszulösen
Der Rezeptor wird auch in verschiedenen Zelltypen des Verdauungssystems exprimiert: enteroendokrine Zellen im Magen ; Zellen des Dickdarms der endokrinen Pankreaszellen . Im Magen würde die Aktivierung des Rezeptors, der auf der Oberfläche enteroendokriner Zellen durch das von den Belegzellen sekretierte Apelin exprimiert wird , die Freisetzung von Histamin durch die enteroendokrinen Zellen hemmen, was wiederum die Säuresekretion der Belegzellen verringern würde. In der Bauchspeicheldrüse hemmt Apelin die durch Glukose induzierte Insulinsekretion. Diese Hemmung zeigt die funktionelle Interdependenz zwischen Apelinsignalisierung und Insulinsignalisierung, die auf der Ebene der Adipozyten beobachtet wird, wo Insulin die Produktion von Apelin stimuliert. Kürzlich wurde die Expression des Rezeptors in Skelettmuskelzellen nachgewiesen, wo angenommen wird, dass Apelin an der Wiederaufnahme von Glukose beteiligt ist und somit an der Regulierung des Blutzuckers beteiligt ist . http://www.destinationsante.com/Apeline-la-proteine-qui-aurait-deux-mots-a-dire-au-diabete.html
Die Expression des Rezeptors ist auch auf der Oberfläche von Osteoblasten vorhanden, Zellen, die an der Knochenbildung beteiligt sind.
Apelin verbessert die allgemeine Glukoseverwertung, indem es gezielt auf Skelett- und Fettmuskelgewebe abzielt. Seine Wirkungen sind hauptsächlich auf eine intrazelluläre Aktivierung der Verwendung von Energiesubstraten (Lipiden) durch die Mitochondrien zurückzuführen. Die Behandlung mit Apelin erhöht die Funktion und Anzahl der Mitochondrien in der Muskelzelle signifikant. Bei adipösen diabetischen Tieren verbessert die Behandlung mit Apelin die Insulinsensitivität, den Blutzuckerspiegel und die Gewichtszunahme. Eine klinische Phase-1-Studie hat das Konzept der Stoffwechseleffekte beim Menschen bewiesen
In diesem Sinne könnte dieses Protein eine Alternative gegen Diabetes sein , insbesondere gegen Typ II , der nicht insulinabhängig ist.